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安全与环境工程2024年第06期:非达西效应下不稳定承压-无压井流的有限差分解

来源:期刊VIP网 时间:


作者:滕开庆;刘健军;史鹏钰;宗一杰;肖良;

单位:广西大学土木建筑工程学院;广西大学广西防灾减灾与工程安全重点实验室;广西大学工程防灾与结构安全教育部重点实验室;

摘要:在深部煤矿开采工程中,为了避免出现涌水现象,通常利用矿井排水使承压含水层水位低于采矿工作面,以确保煤炭开采的安全。因此,为了揭示承压含水层定流量抽水引起的不稳定承压-无压转换机理,提出了基于有限差分的非达西效应影响下不稳定承压-无压流的数值模型。该模型以Izbash方程为基础,提出了一种新的线性化方法来处理非达西问题,并进一步研究了非达西效应下非达西指数、准渗透系数和储水系数比对水位降深与无压区发展的影响。结果表明:在抽水期间,非达西指数和准渗透系数越大,则承压区的水位降深越大,无压区的水位降深越小,发生承压-无压转换的时间越晚;承压区的水位降深与储水系数比之间呈负相关关系,储水系数比越大意味着承压区存在较大的弹性储水量,对抽水井的补给水量也越大,导致水位降深越小。

关键词:不稳定承压-无压井流;非达西效应;地下水动力学;有限差分解

基金资助:国家自然科学基金青年科学基金项目(41807197); 广西自然科学基金项目(2018GXNSFAA138042); 河北省高层次人才资助项目(B2018003016)